1. 會用類比的方法建立內(nèi)能的概念，能簡單描述溫度和內(nèi)能的關系。
2. 知道熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能。
3. 知道熱量的概念和單位。
4. 知道做功可以使物體內(nèi)能增加或減少的一些實例。
【學習重點】
1. 內(nèi)能、熱量概念的建立。2. 改變物體內(nèi)能的兩種途徑。
【學習難點】
用類比的方法建立內(nèi)能的概念。
【自主預習】
閱讀教材，完成以下問題：
1. 內(nèi)能的概念：分子由于不停地做熱運動而具有的動能叫做 ；分子之間由于存在類似彈簧形變時的相互作用力而具有的勢能叫做 。構成物體的所有分子，其熱運動的 與 的總和叫做物體的內(nèi)能。內(nèi)能的單位是 ，各種形式能量的單位都是焦耳。
2. 內(nèi)能的影響因素：物體的內(nèi)能與物體內(nèi)部分子的 運動和分子之間的相互 情況有關。一切物體都具有內(nèi)能，當物體的溫度升高時，內(nèi)能 ；溫度降低時，內(nèi)能 。此外，物體的內(nèi)能還與物體的質量、 等因素都有關。
3. 熱傳遞改變物體的內(nèi)能：在熱傳遞過程中，傳遞 的多少叫做熱量，熱量的單位是 。發(fā)生熱傳遞時，高溫物體 熱量，內(nèi)能 ；低溫物體 熱量，內(nèi)能 。
4. 做功改變物體的內(nèi)能：對物體做功，物體的內(nèi)能會 ；物體對外做功，物體的內(nèi)能會 。（均選填“增大”或“減小”）
【合作探究】
探究一、內(nèi)能
1. 分子具有動能與勢能
（1）分子動能
【想一想】運動的物體（如籃球、車輛等）具有 能；物體內(nèi)的分子在做熱運動，是否也具有能量？
【結論】運動的分子也具有動能，叫作 能。
（2）分子勢能
【想一想】一根被壓縮的彈簧各部分互相排斥，被拉伸的彈簧各部分互相吸引，具有 能。分子間既相互吸引又相互排斥，是否也具有能量？
【結論】分子間也具有勢能，叫作 。
2. 內(nèi)能
（1）構成物體的所有分子，其熱運動的 與分子 的總和，叫做物體的內(nèi)能。
（2）內(nèi)能的單位是 （J）。
（3）飛在空中的足球，具有重力勢能；足球在空中飛行，還具有動能?？罩羞\動的足球除了整體具有機械能外，同時還具有內(nèi)能。機械能與整個物體的機械運動情況有關，而內(nèi)能與物體內(nèi)部分子的熱運動和分子之間的相互作用情況有關，內(nèi)能是不同于機械能的另一種形式的能。
（4）一切物體，不論溫度高低，都具有內(nèi)能。
炙熱的鐵水具有內(nèi)能；冰冷的冰塊，溫度雖然低，其中的水分子仍然在做熱運動，所以也具有內(nèi)能。
3. 影響內(nèi)能大小的因素
【想想議議】物體內(nèi)能的大小與哪些因素有關？
（1）內(nèi)能大小與溫度的關系
對一杯水加熱時，水的溫度越高，水內(nèi)部分子運動越 ，內(nèi)能越 。反之，溫度越低， 內(nèi)能越小.
（2）內(nèi)能大小與質量的關系
【想一想】溫度相同、質量不同的水，內(nèi)能相同嗎？為什么？
【分析】溫度相同、質量不同的水，質量越大，水分子數(shù)目越 （多/少），所以分子動能和勢能的總和也會越大，即水的內(nèi)能也 。所以在溫度相同、狀態(tài)相同時，物質的質量越大，內(nèi)能 。
（3）內(nèi)能大小與狀態(tài)（體積）的關系
【想一想】一塊0℃的冰熔化成0℃的水時內(nèi)能是否改變?
【分析】因為0℃的冰熔化成0℃的水時，要 熱量（吸收/放出），體積變小，分子間的距離變 ，作用力變 ，所以水的內(nèi)能變 ?？梢娢矬w的內(nèi)能跟物體的 （體積）有關.
【結論】物體的內(nèi)能跟物體的 、 、 等因素有關.
4. 內(nèi)能與機械能的區(qū)別
【例題1】（多選）四只相同的燒杯中裝有水，水量及溫度如圖所示。關于四只燒杯中水的內(nèi)能的大小，下列判斷正確的是（ ）
A．a(chǎn)燒杯中水的內(nèi)能大于b燒杯中水的內(nèi)能
B．c燒杯中水的內(nèi)能大于d燒杯中水的內(nèi)能
C．c燒杯中水的內(nèi)能大于a燒杯中水的內(nèi)能
D．d燒杯中水的內(nèi)能大于c燒杯中水的內(nèi)能
探究二、物體內(nèi)能的改變
【想一想】寒冷的冬天，為什么人們喜歡抱熱水袋？人從熱水袋中得到了什么？
【分析】這是因為發(fā)生了 ，熱水把 傳遞給人，人們獲得了內(nèi)能，而熱水減少了內(nèi)能。
1. 熱量
（1）在熱傳遞過程中，傳遞 的多少叫熱量，單位是 。
（2）發(fā)生熱傳遞的一些實例：
用火燒水做飯；冬天對手呵氣感到暖和；棉被太陽曬得暖呼等.
2. 熱傳遞改變物體的內(nèi)能
（1）發(fā)生熱傳遞時，低溫物體吸收熱量，內(nèi)能 ；高溫物體放出熱量，內(nèi)能 （均選填“增大”或“減小”）。物體吸收或放出的熱量越多，它的內(nèi)能改變越 。
（2）熱傳遞的過程：實質是 轉移的過程。內(nèi)能從高溫物體向低溫物體轉移。
可見熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能。
3. 做功改變物體的內(nèi)能
【思考】除了熱傳遞外，還有什么途徑可以改變物體的內(nèi)能？
（1）實例分析：人從滑梯下滑時的情景。
【分析】人從滑梯下滑時屁股有點發(fā)燙，說明摩擦可以產(chǎn)生熱，這部分內(nèi)能是哪里來的呢？很明顯這部分內(nèi)能并不是熱傳遞得到的。原來，人下滑時要克服摩擦力做功，把一部分機械能轉化為了內(nèi)能。
可見， 也可以改變物體的內(nèi)能。
（2）演示實驗
①如圖所示，在一個配有活塞的厚玻璃筒里放一小團硝化棉，把活塞迅速壓下去，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
【分析】棉花會燃燒起來，是因為活塞壓縮氣體 ，使空氣的內(nèi)能 ，溫度 ，達到硝化棉的 ?？梢妼ξ矬w做功，可以 物體的內(nèi)能（選填“增大”或“減小”）。
②如圖所示，燒瓶（或可樂瓶）內(nèi)盛少量水。給瓶內(nèi)打氣，當瓶塞跳出時，觀察瓶內(nèi)的變化。在上述實驗中，通過什么途徑改變了玻璃筒和燒瓶內(nèi)空氣的內(nèi)能？
【分析】圖中瓶內(nèi)水上方存在著無色透明、無法看到的 ；當塞子跳起來時，可以看到瓶內(nèi)出現(xiàn) ，說明水蒸氣液化成了可以看到的 。在這個過程中，氣體膨脹對外做功，溫度 ，內(nèi)能 ?？梢姡矬w對外做功，內(nèi)能 （選填“增大”或“減小”）。
結論：外界對物體做功，物體的內(nèi)能 ；物體對外界做功，物體的內(nèi)能 。
（3）生活及自然界中利用做功改變內(nèi)能的現(xiàn)象
①冬天人們搓手感到暖和；②從滑梯下滑時屁股有點發(fā)燙；③汽車急剎車時，輪胎克服地面間的摩擦做功，內(nèi)能增加，溫度升高，輪胎表面被燒焦；④流星穿越大氣層時，克服空氣阻力做功，內(nèi)能增加，溫度太高，達到流星燃點，流星燃燒。
【例題2】如圖的實驗或事例都揭示了一定的物理知識，關于它們的說法正確的是（ ）
A．甲圖中，使小孩臀部發(fā)熱是通過熱傳遞的方式來實現(xiàn)的
B．乙圖中，人搓手發(fā)熱說明物體對外做功，內(nèi)能增大
C．丙圖鉆木取火過程是機械能轉化為內(nèi)能
D．丁圖中水蒸氣將塞子沖出的過程中，水蒸氣通過做功的方式使自己內(nèi)能增大
【例題3】如圖所示，在燒瓶內(nèi)盛少量水。給瓶內(nèi)打氣，當瓶塞跳起來時，可以看到瓶內(nèi)出現(xiàn)了____，說明水蒸氣_______（填物態(tài)變化名稱）成了可以看到的小水滴。在這個過程中，氣體膨脹對外 _____ ，溫度 ______ 內(nèi)能______。
探究三、溫度、熱量與內(nèi)能
1. 溫度、熱量與內(nèi)能
（1）溫度
溫度表示物體的 程度。是一個狀態(tài)量，一個物體在某一時刻對應一定的溫度。描述溫度時，一般說“物體的溫度高或低、是多少、降低或升高了多少“等。例如：夏天天氣熱，這個“熱”表示 .
（2）內(nèi)能
內(nèi)能表示物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動的 能和 能的總和。是一個狀態(tài)量，所有物體都有內(nèi)能。描述物體的內(nèi)能一般說“物體具有內(nèi)能、改變了內(nèi)能、傳遞了內(nèi)能等”。例如：“摩擦生熱”，表示克服摩擦力做功，把機械能轉化為內(nèi)能，所以這個“熱”表示 .
（3）熱量
熱量表示熱傳遞過程中傳遞 的多少。熱量是一個過程量，只有發(fā)生熱傳遞時，才能用熱量來量度內(nèi)能的變化量（物體吸收或放出的能量的多少）。 不發(fā)生熱傳遞，講熱量就沒有意義。描述熱量時，只能說物體“吸收、放出”熱量，不能講“物體具有熱量”。
2. 溫度與熱量
（1）物體吸收熱量，溫度 變化（選填“一定”或“不一定”）。晶體熔化時，吸收熱量，溫度不變。晶體凝固時，放出熱量，溫度不變。
（2）物體溫度變化時，不一定要吸收或放出熱量。物體溫度降低，可能是物體對外界做功。物體溫度升高，可能是外界對物體做功。
3. 溫度與內(nèi)能
（1）物體溫度變化時，內(nèi)能 變化（選填“一定”或“不一定”）。物體溫度降低，內(nèi)能減少；物體溫度升高，內(nèi)能增加。
（2）物體內(nèi)能變化時，溫度不一定變化。晶體熔化時，吸收熱量，內(nèi)能增加，溫度不變。晶體凝固時，放出熱量，內(nèi)能減少，溫度不變。
4. 熱量與內(nèi)能
（1）物體吸熱或放熱， 會引起內(nèi)能的變化（選填“一定”或“不一定”）。物體吸收熱量，內(nèi)能增加。物體放出熱量，內(nèi)能減少。
（2）物體內(nèi)能改變，不一定是由于物體吸收或放出熱量。物體內(nèi)能增加，可能是外界對物體做功。物體內(nèi)能減少，可能是物體對外界做功。
【例題4】關于溫度、熱量、內(nèi)能，下列說法正確的是（ ）
A．溫度高的物體比溫度低的物體內(nèi)能大
B．一杯水的內(nèi)能比一桶水的內(nèi)能小
C．物體吸收熱量，溫度升高，內(nèi)能增加
D．水放出熱量凝固成冰過程中，溫度不變，內(nèi)能減小
【精講點撥】
1. 內(nèi)能是指物體內(nèi)部大量分子所具有的內(nèi)能，而不是單個分子的內(nèi)能，一切物體無論溫度高低都具有內(nèi)能。
2. 內(nèi)能與機械能的區(qū)別：機械能是描述宏觀物體具有的能量，與物體質量、高度、速度等有關；而內(nèi)能是描述微觀物體（分子）具有的能量，與物體內(nèi)部分子的熱運動和分子間的相互作用情況有關。
3. 做功和熱傳遞對內(nèi)能改變的效果是等效的。一個物體的溫度升高，內(nèi)能變大，可能是熱傳遞，也可能是外界對物體做了功。
【歸納整理】
內(nèi)能
改變內(nèi)能的
兩種方法
①熱傳遞——實質是內(nèi)能的轉移.用熱量來量度內(nèi)能的變化量.
②做功——內(nèi)能與其它能的轉化.用功來量度內(nèi)能的變化量.
熱傳遞和做功改變物體的內(nèi)能是等效的.
①物體內(nèi)部所有分子熱運動的動能與分子勢能的總和，叫物體的內(nèi)能；單位是焦.
②一個物體溫度升高時，它的內(nèi)能就增加；一個物體溫度降低時，它的內(nèi)能就減少.
③影響內(nèi)能大小的因素：物體溫度、質量、狀態(tài).
內(nèi)能

【課堂練習】
1．仔細觀察圖中甲、乙兩杯水。下列說法正確的是（ ）
A．甲杯中水的內(nèi)能多 B．乙杯中水的內(nèi)能多
C．甲杯和乙杯中水的內(nèi)能一樣多 D．無法判斷

2. 在下圖中，屬于熱傳遞改變內(nèi)能的是（ ）
A B C D
A． 兩手相互摩擦能發(fā)熱 B． 用火給水壺里的水加熱
C． 鋸木頭鋸子發(fā)燙 D． 壓縮空氣引火
3. 關于溫度、熱量和內(nèi)能，下列說法正確的是（ ）
A．物體溫度升高，一定是吸收了熱量 B．物體吸收熱量，溫度一定升高
C．0℃的冰塊，內(nèi)能一定不為零 D．溫度高的物體含有的熱量多
4. 如圖1所示，在氣缸A中密封有壓縮空氣，B是一個被銷釘K鎖住的活塞，C是一支溫度計。若活塞與氣缸壁間沒有摩擦，當把銷釘拔出后，活塞向_____（填“左”或“右”）運動，氣缸A內(nèi)氣體對外做功，溫度計的示數(shù)________。
圖1 圖2
5. 如圖2所示，試管內(nèi)裝有水，用塞子塞緊試管口，用酒精燈加熱試管底部，一段時間后，塞子從試管口被管內(nèi)氣體推出，試管口附近伴隨有白霧出現(xiàn)，這是因為試管內(nèi)的氣體對塞子______時，將管內(nèi)氣體的______能轉化為塞子的機械能，導致氣體溫度降低所致。
6. 如圖所示，是研究做功與內(nèi)能改變的一個實驗裝置，玻璃瓶內(nèi)裝入少量的水，用塞子把瓶口塞緊，并用打氣筒往瓶內(nèi)打氣，瓶內(nèi)壓強增大到一定程度時，塞子會從瓶口跳起來。
（1）在這一實驗中，你應該注意觀察的是_____；
A．打氣的過程 B．打氣的過程中瓶中的情況
C．塞子跳起的高度 D．塞子跳起的瞬間，瓶內(nèi)發(fā)生的變化
（2）玻璃瓶內(nèi)裝入少量水的目的是_____；
（3）你所觀察到的現(xiàn)象是瓶內(nèi)出現(xiàn)白霧，這一現(xiàn)象所能說明的問題是_____。
【課后反思】本節(jié)課學習中，你有哪些收獲，還有哪些問題內(nèi)能
機械能
概念
物體內(nèi)部所有分子動能
與分子勢能的總和
物體所具有的動能
和勢能的總和
影響因素
物體的溫度、體積、
質量、狀態(tài)等
物體的質量、速度、
高度（或形變程度）
研究對象
微觀世界的大量分子
宏觀世界的所有物體
存在條件
永遠存在
運動或在高處或
發(fā)生彈性形變

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